一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人及其焊接方法与流程

1.本发明属于焊接机器人技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人及其焊接方法。


背景技术：

2.焊接是制造业中必不可少的一种加工工艺方法。目前，焊接作业主要是以人工为主，随着焊接结构件的焊接精度要求越来越高，尤其是集箱管类工件焊接，一般的焊接工人难以胜任。
3.另外，在集箱管类工件焊接场景中存在以下问题：产品规格如主管和管接头尺寸组合较多样式、坡口形式多样、大管接头的空间相贯线焊道为变截面且需要多层多道焊接、焊接工艺按照不同管接头焊接层道数和高度不同有多种要求、小管接头间隔小、组立误差较大、人工焊接量较大。
4.因此，为解决集箱管类工件焊接需求，同时具备较好的通用性和适应性，急需设计一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人来实现集箱管类工件的智能焊接，对焊接机器人行业具有重要意义。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人及其焊接方法，以解决大型集箱管类工件管接头形式多样，坡口形式多样，焊缝寻位及纠偏难，焊接工艺复杂，工人焊接技能要求高的技术问题。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
7.本发明公开了一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，包括地轨行走机构，地轨行走机构的一侧设置有集控柜，地轨行走机构上安装有能随地轨行走机构移动的l型立柱，l型立柱的横梁下方安装有相对设置的检测机器人单元和焊接机器人单元，所述检测机器人单元的末端装有视觉装置，所述焊接机器人单元包括与l型立柱的横梁连接的焊接机械臂，焊接机械臂的末端依次安装有焊缝传感器和焊枪。
8.优选地，所述视觉装置为面阵相机。
9.优选地，所述焊接机器人单元还包括设置在l型立柱的竖直支撑柱一侧的焊接机器人控制柜以及设置在l型立柱的竖直支撑柱另一侧的焊接机器人电源和冷却水箱，冷却水箱设置在焊接机器人电源的下方。
10.优选地，所述检测机器人单元的检测机械臂与l型立柱的横梁下方连接，检测机械臂的末端与视觉装置连接。
11.进一步优选地，所述检测机器人单元还包括与焊接机器人控制柜同侧设置的检测机器人控制柜。
12.进一步优选地，在地轨行走机构并排位置设有变位机，所述地轨行走机构和变位机通过焊接机器人控制柜以外部轴的方式进行控制，使焊接机械臂实现与地轨行走机构和
变位机的八轴联动。
13.优选地，所述变位机包括变位机底座，安装在变位机底座一端的变位机头架以及活动安装在变位机底座上方的若干个滚轮支撑架；所述变位机为采用三爪卡盘夹持工件的单轴头架变位机。
14.优选地，所述集控柜包括通过网线连接至集控柜内工控机的双臂协同控制单元、检测系统控制单元、焊缝传感器控制单元、焊接系统控制单元、变位机控制单元、图像处理单元和路径规划单元；
15.双臂协同控制单元负责控制检测机械臂和焊接机械臂的多自由度移动，且不产生干涉；
16.检测系统控制单元对待焊接工件进行识别定位，并对生成的点云进行拼接处理；
17.焊缝传感器控制单元对待焊接工件进行精定位拍照，控制测量过程；
18.焊接系统控制单元控制焊机电流电压参数的设置及起弧灭弧工作；
19.变位机控制单元控制工件在变位机上的姿态，保证焊接工作在平面上进行；
20.图像处理单元对各模块反馈的图像信息进行实时解析处理，并将处理结果反馈至各控制单元中；
21.路径规划处理单元根据图像处理单元反馈结果进行焊接机械臂自主路径规划作业及校正。
22.优选地，该基于机器视觉的双臂协同焊接机器人还包括设置于集控柜一侧的稳压器，设置在l型立柱外侧的送丝桶以及设置在l型立柱的竖直支撑柱内侧的清枪站。
23.本发明还公开了上述基于机器视觉的双臂协同焊接机器人的焊接方法，包括以下步骤：
24.1)通过检测机器人单元的视觉装置获取待焊接工件的局部特征和位姿，获取待焊接工件的三维点云，系统自动对待焊接工件和工件库中的模型进行匹配，识别待焊接工件的类型，并匹配对应的工艺参数；
25.2)通过检测机器人单元的视觉装置对待焊接工件的焊缝进行寻位、拍照，集控柜自主规划待焊接焊缝的最优扫描路径，驱动焊缝传感器对焊缝进行推扫，获取焊缝处点云信息；
26.3)集控柜利用点云信息对焊缝进行解算，焊缝焊接数据发送给焊接机械臂，驱动焊接机器人单元末端的焊枪对焊缝进行焊接，同时焊缝传感器跟踪焊接情况，及时反馈焊缝信息并纠偏；
27.4)焊接完一道打底之后，再次执行步骤1)、步骤2)和步骤3)继续对坡口焊缝进行多层多道焊接，直至整个工件所有焊缝满焊，检测机器人单元和焊接机器人单元回到待机位置停工，工人通过桁车将焊接完成工件移走，准备进行下一工件焊接。
28.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
29.本发明公开了一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，采用地轨行走机构与双机器人结合的结构，解决了大型集箱管类工件焊接范围有限和工人焊接技能要求高的问题，实现了焊接机器人覆盖范围广，活动半径大，柔性化程度高的功能。通过视觉装置与焊缝传感器的机器视觉设置，解决了集箱管类工件焊缝寻位、纠偏等问题，实现了集箱管类工件焊缝精确定位、高柔性焊接的功能。在检测机器人单元和焊接机器人单元的协同配合下，
完成焊缝的焊接，解决了产品规格含主管和管接头尺寸组合较多样式、坡口形式多样、大管接头的空间相贯线焊道为变截面且需要多层多道焊接、焊接工艺按照不同管接头焊接层道数、焊脚高度不同有多种要求、小管接头间隔小、组立误差较大和人工焊接量较大的集箱管类工件的问题。实现了集箱管类工件焊接的高效率、高质量和高自动化的功能，大大降低了人工参与，解放了劳动力。
30.进一步的，焊接机器人单元还包括设置在l型立柱的竖直支撑柱一侧的焊接机器人控制柜以及设置在l型立柱的竖直支撑柱另一侧的焊接机器人电源和冷却水箱，冷却水箱设置在焊接机器人电源的下方，检测机器人单元还包括与焊接机器人控制柜同侧设置的检测机器人控制柜，跟随l型立柱移动，这样既节约空间，且工作范围更广。
31.进一步地，在地轨行走机构并排位置设有变位机，所述地轨行走机构和变位机通过焊接机器人控制柜以外部轴的方式进行控制，使焊接机械臂实现与地轨行走机构和变位机的八轴联动；焊接机械臂的六个轴，地轨行走机构的单轴，变位机的单轴，共八个轴，通过集控柜给焊接机器人控制柜发送位置指令来实现。
32.进一步的，变位机包括变位机底座，安装在变位机底座一端的变位机头架以及活动安装在变位机底座上方的若干个滚轮支撑架；主要用于工件的位置状态调整，保证集箱管类工件在焊接过程中处于水平面上焊接。所述变位机为采用三爪卡盘夹持工件的单轴头架变位机，采用基于机器视觉的双臂协同焊接结合变位机的方式，适用多种管径的工件焊接。
33.进一步的，集控柜用于集控单元的执行与操作，其中，双臂协同控制单元负责控制检测机械臂和焊接机械臂的多角度移动，且不产生干涉；检测系统控制单元对大型复杂的待焊接工件进行识别定位，并对生成的点云进行拼接处理；焊缝传感器控制单元对大型复杂的待焊接工件进行精定位，控制拍照测量过程；焊接系统控制单元控制焊接电流电压等参数的设置及起弧灭弧工作；变位机控制单元控制工件在变位机上的姿态，保证焊接工作在平面上进行；图像处理单元对各模块反馈的图像信息进行实时解析处理，并将处理结果反馈至各控制单元中；路径规划处理单元根据图像处理单元反馈结果进行焊接机械臂的自主路径规划作业及校正。
34.进一步的，稳压器对电压波动有稳定的作用；送丝桶用于提供焊丝；清枪站便于焊枪自动清枪剪丝。
35.本发明还公开了上述基于机器视觉的双臂协同焊接机器人的焊接方法，通过检测机器人单元的视觉装置获取待焊接工件的局部特征和位姿，获取待焊接工件的三维点云，集控柜自动对待焊接工件和工件库中的模型进行匹配，识别待焊接工件的类型，并匹配对应的工艺参数；解决了集箱管类工件焊缝寻位、纠偏等问题，实现了集箱管类工件焊缝精确定位、高柔性焊接的功能。通过检测机器人单元的视觉装置对待焊接工件的焊缝进行寻位、拍照，集控柜自主规划待焊接焊缝的最优扫描路径，驱动焊缝传感器对焊缝进行推扫，获取焊缝处点云信息；集控柜利用点云信息对焊缝进行解算，焊缝焊接数据发送给焊接机械臂，驱动焊接机器人末端的焊枪对焊缝进行焊接，同时焊缝传感器跟踪焊接情况，及时反馈焊缝信息并纠偏；在检测机器人单元和焊接机器人单元的协同配合下，完成焊缝的焊接，实现了集箱管类工件焊接的高效率、高质量和高自动化的功能，大大降低了人工参与，解放了劳动力。可使焊接机器人覆盖范围更广、柔性化和自动化程度更高、具有高效性、高度无人化
和精定位等特点。
附图说明
36.图1为本发明公开的双臂协同焊接机器人整体轴测图；
37.图2为本发明公开的双臂协同焊接机器人整体轴测图；
38.图3为本发明公开的检测机器人单元轴测图；
39.图4为本发明公开的焊接机器人单元轴测图。
40.其中：1-稳压器；2-集控柜；3-地轨行走机构；4-送丝桶；5-l型立柱；6-检测机器人单元；6-1-检测机器人控制柜；6-2-检测机械臂；6-3-面阵相机；6-3-1-面阵相机工作视场；7-待焊接工件；8-焊接机器人单元；8-1-焊接机器人控制柜；8-2-焊接电源；8-3-冷却水箱；8-4-焊接机械臂；8-5-焊缝传感器；8-5-1-焊缝传感器工作视场；8-6-焊枪；9-变位机；9-1-变位机头架；9-2-变位机底座；9-3-滚轮支撑架；10-清枪站。
具体实施方式
41.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
42.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
43.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
44.本发明提供一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，包括地轨行走机构3，地轨行走机构3的一侧设置有集控柜2，地轨行走机构3上安装有能随地轨行走机构3移动的l型立柱5，l型立柱5的横梁下方安装有相对设置的检测机器人单元6和焊接机器人单元8，所述检测机器人单元6的末端装有视觉装置，所述焊接机器人单元8包括与l型立柱5的横梁连接的焊接机械臂8-4，焊接机械臂8-4的末端依次安装有焊缝传感器8-5和焊枪8-6。视觉装置为面阵相机6-3。检测机器人单元6的检测机械臂6-2与l型立柱5的横梁下方连接，检测机械臂6-2的末端与视觉装置连接。检测机器人单元6还包括与焊接机器人控制柜8-1同侧设置的检测机器人控制柜6-1。在地轨行走机构3并排位置设有变位机9，所述地轨行走机构3和变位机9通过焊接机器人控制柜8-1以外部轴的方式进行控制，使焊接机械臂8-4实现与地轨行走机构3和变位机9的八轴联动。所述变位机9为采用三爪卡盘夹持工件的单轴头架变位机。检测机器人单元6和焊接机器人单元8采用倒装的方式安装在l型立柱5横梁的下方，相对放置，便于机器人姿态调整。l型立柱5安装在地轨行走机构3上，可以随地轨行走机构3
运动，检测机器人控制柜6-1、焊接机器人控制柜8-1、焊接机器人电源8-2、冷却水箱8-3安装在l型立柱5两侧，随l型立柱5移动，这样既节约空间，且工作范围更广。变位机9为单轴头架变位机，采用三爪卡盘夹持工件，适用多种管径的工件焊接。地轨行走机构3、变位机9通过机器人外部轴控制，使焊接机械臂实现与地轨行走机构和变位机的八轴联动。进行焊接作业前，由检测机器人单元6的面阵相机6-3对待焊接工件7的焊缝进行寻位、拍照，焊接机械臂8-4末端的焊枪8-6进行焊接作业，焊缝传感器8-5实现对焊接过程中焊缝的跟踪及纠偏，检测机器人单元6和焊接机器人单元8协同完成焊接任务。该系统设计紧凑合理，可以解决集箱管类复杂工件的焊缝检测及焊接问题。
45.对于上述方案，本发明还有进一步优选的方案：
46.优选的，所述一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人包括：稳压器1、集控柜2、地轨行走机构3、送丝桶4、l型立柱5、检测机器人单元6、检测机器人控制柜6-1、检测机械臂6-2、面阵相机6-3、面阵相机工作视场6-3-1、待焊接工件7、焊接机器人单元8、焊接机器人控制柜8-1、焊接机器人电源8-2、冷却水箱8-3、焊接机械臂8-4、焊缝传感器8-5、焊缝传感器工作视场8-5-1、焊枪8-6、变位机9、变位机头架9-1、变位机底座9-2、滚轮支撑架9-3、清枪站10。
47.优选的，所述检测机器人单元6包括：检测机器人控制柜6-1、检测机械臂6-2、面阵相机6-3、面阵相机工作视场6-3-1。检测机械臂6-2与l型立柱5的横梁下方连接，检测机械臂6-2的末端与面阵相机6-3连接，检测机器人控制柜6-1与焊接机器人控制柜8-1同侧设置。
48.优选的，所述焊接机器人单元8包括：焊接机器人控制柜8-1、焊接电源8-2、冷却水箱8-3、焊接机械臂8-4、焊缝传感器8-5、焊缝传感器工作视场8-5-1、焊枪8-6。焊接机器人控制柜8-1设置在l型立柱5的竖直支撑柱一侧，焊接机器人电源8-2和冷却水箱8-3设置在l型立柱5的竖直支撑柱另一侧，冷却水箱8-3设置在焊接机器人电源8-2的下方。焊接机器人控制柜8-1与检测机器人控制柜6-1同侧设置。焊接机械臂8-4与l型立柱5的横梁连接，焊接机械臂8-4的末端依次安装有焊缝传感器8-5和焊枪8-6。
49.优选的，所述变位机9包括：变位机头架9-1、变位机底座9-2、滚轮支撑架9-3；变位机头架9-1安装在变位机底座9-2一端，若干个滚轮支撑架9-3活动安装在变位机底座9-2上方；
50.优选的，所述清枪机构包括：清枪站10。
51.本发明提供了一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人的焊接方法，包括如下步骤：
52.步骤1，启动集控柜2进行自检，检查状况无异常后，开始步骤2的工作，如果集控柜2检查异常，根据异常状况进行维护保养检修；
53.步骤2，将待焊接工件7通过桁车吊装至变位机9上并进行固定；
54.步骤3，通过检测机器人单元6上的面阵相机6-3得到待焊接工件7的局部特征和位姿，获取待焊接工件7的三维点云，集控柜2自动对待焊接工件7和工件库中的模型进行匹配，识别待焊接工件7的类型，并匹配对应的工艺参数；
55.步骤4，集控柜2自主规划待焊接焊缝的最优扫描路径，驱动焊缝传感器8-5对焊缝进行推扫，获取焊缝处点云信息；
56.步骤5，集控柜2利用点云信息对焊缝进行解算，焊缝焊接数据发送给焊接机械臂8-4，驱动焊接机器人单元8对焊缝进行焊接，同时焊缝传感器8-5跟踪焊接情况，及时反馈焊缝信息并纠偏；
57.步骤6，焊接完一道打底之后，再次执行步骤3、步骤4和步骤5继续对坡口焊缝进行多层多道焊接，直至整个工件所有焊缝满焊，检测机器人单元6和焊接机器人单元8回到待机位置停工，工人通过桁车将焊接完成工件移走，准备进行下一工件焊接。
58.参见图1为本发明公开的双臂协同焊接机器人整体左轴测图；参见图2为本发明公开的双臂协同焊接机器人整体右轴测图；从图中可以看出，本发明公开的一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人包括：稳压器1、集控柜2、地轨行走机构3、送丝桶4、l型立柱5、检测机器人单元6、检测机器人控制柜6-1、检测机械臂6-2、面阵相机6-3、面阵相机工作视场6-3-1、待焊接工件7、焊接机器人单元8、焊接机器人控制柜8-1、焊接机器人电源8-2、冷却水箱8-3、焊接机械臂8-4、焊缝传感器8-5、焊缝传感器工作视场8-5-1、焊枪8-6、变位机9、变位机头架9-1、变位机底座9-2、滚轮支撑架9-3、清枪站10。其中，稳压器1和集控柜2放置于该基于机器视觉的双臂协同焊接机器人的一侧，稳压器1对电压波动有稳定的作用，集控柜2用于集控单元的执行与操作，包含双臂协同控制单元、检测系统控制单元、焊缝传感器控制单元、焊接系统控制单元、变位机控制单元、图像处理单元、路径规划单元。其中，双臂协同控制单元负责控制检测机械臂6-2和焊接机械臂8-4的多自由度移动，且不产生干涉；检测系统控制单元对待焊接大型复杂工件进行识别定位，并对生成的点云进行拼接处理；焊缝传感器控制单元对待焊接大型复杂工件进行精定位拍照测量过程的控制；焊接系统控制单元控制焊机电流电压等参数的设置及起弧灭弧工作；变位机控制单元控制工件在变位机9上的姿态，保证焊接工作在平面上进行；图像处理单元对各模块反馈的图像信息进行实时解析处理，并将处理结果反馈至各控制单元中；路径规划处理单元根据图像处理单元反馈结果进行焊接机械臂8-4自主路径规划作业及校正。上述控制单元均通过网线连接至集控柜2内的工控机，工控机首先启动路径规划单元生成检测机械臂6-2运动路径，检测机械臂6-2根据路径携带检测系统控制单元对目标焊缝进行图像采集，检测系统将图像传给工控机，工控机启动图像处理单元对图像进行处理获得焊缝位置信息，同时启动路径规划单元生成焊接机械臂8-4运动路径和焊接路径，焊接机械臂8-4携带焊缝传感器8-5到达待焊焊缝处位置，开始启动焊接系统执行焊接，同时工控机启动焊缝传感器8-5对焊接过程中的偏差进行实时纠偏。地轨行走机构3布置在水平地面上；送丝桶4安装在l型立柱5背部，用于提供焊丝；焊接机器人控制柜8-1和检测机器人控制柜6-1安装在l型立柱5竖直柱的左侧面上，用来控制焊接机器人单元8；焊接机器人电源8-2、冷却水箱8-3安装在l型立柱5竖直柱的右侧面上，用来调整焊接电流和焊接电压；清枪站10安装在l型立柱5竖直柱的前面中间位置上，便于焊枪8-6自动清枪剪丝；检测机器人6和焊接机器人8间隔一定距离安装在l型立柱5水平梁的下面；变位机底座9-2与地轨行走机构3平行布置在水平面上，变位机头架9-1和滚轮支撑架9-3安装在变位机底座9-2上，主要用于工件的位置状态调整，保证集箱管类工件在焊接过程中处于水平面上焊接。
59.参见图3为本发明公开的检测机器人单元轴测图，从图中可以看出，检测机器人6包括：检测机械臂6-2、面阵相机6-3、面阵相机工作视场6-3-1。其中，面阵相机6-3安装在检测机械臂6-2上，其工作视场为面阵相机工作视场6-3-1，该检测系统安装在l型立柱5的水
平梁的下方与焊接机器人8间隔一定距离。
60.参见图4为本发明公开的焊接机器人轴测图，从图中可以看出，焊接机器人8包括：焊接机械臂8-4、焊缝传感器8-5、焊缝传感器工作视场8-5-1、焊枪8-6。其中，焊枪8-6固定在焊接机械臂8-4法兰盘末端，焊枪8-6上安装焊缝传感器8-5用于进行工件的拍照精确定位，并产生焊缝传感器工作视场8-5-1。
61.基于机器视觉的双臂协同焊接机器人主要由检测机器人6、焊接机器人单元8、地轨行走机构3、变位机9和集控柜2等组成。其中，焊接机器人单元8主要负责两个场景下工作，场景1：焊接工作执行，包括和变位机9的联动焊接；场景2：和变位机9联动状态下执行焊缝推扫。检测机器人单元6在两种场景下工作，场景1：工件识别；场景2：焊缝识别解算；地轨行走机构3主要负责扩展焊接作业范围；变位机9主要负责工件的旋转，方便焊缝定位及焊接；集控柜2主要负责焊接作业总控、图像处理、数据通讯、检测机器人单元6运动控制、焊接机器人单元8运动控制、变位机9及地轨行走机构3运动控制等。
62.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，其特征在于，包括地轨行走机构(3)，地轨行走机构(3)的一侧设置有集控柜(2)，地轨行走机构(3)上安装有能随地轨行走机构(3)移动的l型立柱(5)，l型立柱(5)的横梁下方安装有相对设置的检测机器人单元(6)和焊接机器人单元(8)，所述检测机器人单元(6)的末端装有视觉装置，所述焊接机器人单元(8)包括与l型立柱(5)的横梁连接的焊接机械臂(8-4)，焊接机械臂(8-4)的末端依次安装有焊缝传感器(8-5)和焊枪(8-6)。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，其特征在于，所述视觉装置为面阵相机(6-3)。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，其特征在于，所述焊接机器人单元(8)还包括设置在l型立柱(5)的竖直支撑柱一侧的焊接机器人控制柜(8-1)以及设置在l型立柱(5)的竖直支撑柱另一侧的焊接机器人电源(8-2)和冷却水箱(8-3)，冷却水箱(8-3)设置在焊接机器人电源(8-2)的下方。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，其特征在于，所述检测机器人单元(6)的检测机械臂(6-2)与l型立柱(5)的横梁下方连接，检测机械臂(6-2)的末端与视觉装置连接。5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，其特征在于，所述检测机器人单元(6)还包括与焊接机器人控制柜(8-1)同侧设置的检测机器人控制柜(6-1)。6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，其特征在于，在地轨行走机构(3)并排位置设有变位机(9)，所述地轨行走机构(3)和变位机(9)通过焊接机器人控制柜(8-1)以外部轴的方式进行控制，使焊接机械臂(8-4)实现与地轨行走机构(3)和变位机(9)的八轴联动。7.根据权利要求6所述的基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，其特征在于，所述变位机(9)包括变位机底座(9-2)，安装在变位机底座(9-2)一端的变位机头架(9-1)以及活动安装在变位机底座(9-2)上方的若干个滚轮支撑架(9-3)；所述变位机(9)为采用三爪卡盘夹持工件的单轴头架变位机。8.根据权利要求1所述的基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，其特征在于，所述集控柜(2)包括通过网线连接至集控柜内工控机的双臂协同控制单元、检测系统控制单元、焊缝传感器控制单元、焊接系统控制单元、变位机控制单元、图像处理单元和路径规划单元；双臂协同控制单元负责控制检测机械臂(6-2)和焊接机械臂(8-4)的多自由度移动，且不产生干涉；检测系统控制单元对待焊接工件(7)进行识别定位，并对生成的点云进行拼接处理；焊缝传感器控制单元对待焊接工件(7)进行精定位拍照，控制测量过程；焊接系统控制单元控制焊机电流电压参数的设置及起弧灭弧工作；变位机控制单元控制工件在变位机(9)上的姿态，保证焊接工作在平面上进行；图像处理单元对各模块反馈的图像信息进行实时解析处理，并将处理结果反馈至各控制单元中；路径规划处理单元根据图像处理单元反馈结果进行焊接机械臂(8-4)自主路径规划作业及校正。9.根据权利要求1所述的基于机器视觉的双臂协同焊接机器人，其特征在于，该基于机
器视觉的双臂协同焊接机器人还包括设置于集控柜(2)一侧的稳压器(1)，设置在l型立柱(5)外侧的送丝桶(4)以及设置在l型立柱(5)的竖直支撑柱内侧的清枪站(10)。10.权利要求1～9任意一项所述的基于机器视觉的双臂协同焊接机器人的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过检测机器人单元(6)的视觉装置获取待焊接工件(7)的局部特征和位姿，获取待焊接工件(7)的三维点云，系统自动对待焊接工件(7)和工件库中的模型进行匹配，识别待焊接工件(7)的类型，并匹配对应的工艺参数；2)通过检测机器人单元(6)的视觉装置对待焊接工件(7)的焊缝进行寻位、拍照，集控柜(2)自主规划待焊接焊缝的最优扫描路径，驱动焊缝传感器(8-5)对焊缝进行推扫，获取焊缝处点云信息；3)集控柜(2)利用点云信息对焊缝进行解算，焊缝焊接数据发送给焊接机械臂(8-4)，驱动焊接机器人单元(8)末端的焊枪(8-6)对焊缝进行焊接，同时焊缝传感器(8-5)跟踪焊接情况，及时反馈焊缝信息并纠偏；4)焊接完一道打底之后，再次执行步骤1)、步骤2)和步骤3)继续对坡口焊缝进行多层多道焊接，直至整个工件所有焊缝满焊，检测机器人单元(6)和焊接机器人单元(8)回到待机位置停工，工人通过桁车将焊接完成工件移走，准备进行下一工件焊接。

技术总结
本发明公开了一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人及其焊接方法，属于焊接机器人技术领域。包括地轨行走机构，地轨行走机构的一侧设置有集控柜，地轨行走机构与变位机并排放置，地轨行走机构上活动安装有L型立柱，L型立柱的横梁下方安装有相对设置的检测机器人单元和焊接机器人单元，检测机器人单元的末端装有视觉装置，焊接机械臂的末端依次安装有焊缝传感器和焊枪。解决了大型集箱管类工件焊接范围有限和工人焊接技能要求高的问题，实现了焊接机器人覆盖范围广，活动半径大，柔性化程度高的功能。通过视觉装置与焊缝传感器的机器视觉设置，解决了集箱管类工件焊缝寻位和纠偏问题，实现了集箱管类工件焊缝精确定位，高柔性智能焊接的功能。智能焊接的功能。智能焊接的功能。


技术研发人员：吴易明 张保军 陈武强 李柏杨 黄荣 舒磊 赵敏贤
受保护的技术使用者：西安中科光电精密工程有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/9/6